红外热像法在建筑外墙饰面砖脱落检测鉴定中的应用

红外热像法在建筑外墙饰面砖脱落检测鉴定中的应用

兰天胜 徐茂辉

深圳市建研检测有限公司

摘要：以某高层建筑外墙饰面砖空鼓脱落的检测鉴定为例，介绍了红外热成像检测技术在建筑物外墙饰面砖脱落事故中的应用，并通过对设计及施工相关资料、空鼓情况、饰面砖拉拔断面情况进行综合分析，提出建筑物外墙检测鉴定的基本过程和技术方法，并最终得出饰面砖脱落的原因，为外墙维修提供依据和建议。

关键词：红外热像法；外墙饰面；高层建筑

1 红外热成像技术的原理

自然界所有温度高于绝对零度的物体都会向外发出红外线。物体的红外辐射特性与它表面温度有密切关系。因此通过对物体辐射红外能量的测量，便能测定物体表面温度。

由于空气的热导远低于瓷砖、砖、混凝土等建筑材料，因此当太阳热辐射从进入建筑物外饰面时，即会在空鼓部位受到空气阻挡发生“热堆积”，使该处的红外热像比周边正常粘结的饰面层温度高，呈现“热斑”特征。通过“热斑”出现部位、范围就可获得空鼓的位置和大小。

2工程实例

深圳市某小区为2015年建设的高层住宅，该小区E栋为27层剪力墙结构，其外墙面砖粘贴做法（自外而内）如下：①、面砖外墙，专用勾缝剂勾缝；②、专用胶粘层；③、2厚聚合物水泥防水浆料；④、20厚M15预拌抹灰砂浆找平层（分两次抹）；⑤、钢筋混凝土（或砌体）满挂钢丝网（网目12mm×12mm，丝径0.8mm）。该建筑物自竣工后陆续出现外墙面砖脱落现象。

为查清外墙空鼓范围及空鼓原因，我司进行了对设计、施工、材料检验报告等相关资料进行了详细分析，并采用FLIR公司的T460型红外热像仪对全部建筑外墙进行了空鼓检测，粘结强度检测仪部分外墙的饰面砖进行了拉拔检测。

2.1外墙面砖脱落、空鼓红外热像检测

2.2外墙面砖粘结强度检测

E栋共检测18组54个测点，单个检测值≥0.4MPa的测点数为36个，占总测点数的67%；粘结强度＜0.4MPa的检测点共18个，无与粘结层有关的断面，与防水层有关的断面（防水层为主破坏、防水层与找平层界面为主破坏、粘结层与防水层均有破坏的断面）共15个，占总断面的83%；与找平层有关的断面（找平层为主破坏、找平层与基层界面破坏的断面）共3个，占总断面的17%。

4.3外墙面砖粘结质量及脱落原因分析

1、外墙饰面设计资料分析

根据建筑竣工图纸，外墙面砖粘贴做法（自外而内）如下：①、面砖外墙，专用勾缝剂勾缝；②、专用胶粘层；③、2厚聚合物水泥防水浆料；④、20厚M15预拌抹灰砂浆找平层（分两次抹）；⑤、钢筋混凝土（或砌体）满挂钢丝网（网目12×12，丝径0.8mm）。

该设计方案各层设计及材料基本满足《外墙饰面砖工程施工及验收规程》（JGJ 126-2015）专项设计要求及《深圳市建筑防水工程技术规范》（SJG 19-2013）中外墙面防水层设计方案要求，但设计图纸未涉及伸缩缝设置的内容，不满足规范要求。

根据甲方设计部的工作协调函和施工单位的外墙饰面砖施工方案及现场查看，外墙面砖在每层梁板位置实际均设有水平伸缩缝，缝深15mm，缝宽约20mm，内填深色中性硅酮密封胶，伸缩缝间距与每层层高相同，为2.9m，实际的水平伸缩缝设置满足规范要求，但各栋均未设置竖向伸缩缝。

2、外墙饰面材料分析

根据委托方提供的该项目外墙砖、填缝剂、防水材料、抹灰砂浆、钢丝网片的检验报告以及外墙饰面砖粘结强度检测报告，外墙饰面各项送检材料的检测参数均满足相应规范标准的要求。但外墙砖为吸水率较低（平均值不大于0.2）的瓷质砖，砖与胶粘剂间的粘结能力不强，且填缝剂为变形能力较弱的水泥基材料，对饰面砖之间变形协调不利。另外如果瓷砖胶粘剂的耐温变性能不足及防水层的横向变形能力不足，也会明显影响饰面层抵抗温度变形的能力。但根据本工程胶粘剂检验报告及防水材料检验报告，本工程未对胶粘剂热老化后的拉伸胶粘强度及防水层的横向变形能力进行检测。

3、外墙面砖脱落情况分析

从外墙面砖脱落情况来看，外墙面砖脱落主要出现在建筑的东、西（含东北及西北）立面，基本为铺贴面积较大且基层为混凝土墙的红色外墙砖，根据施工单位留存的脱落瓷砖查看，瓷砖脱落的断面主要为防水层界面。

4、外墙面砖空鼓检测情况分析

从红外热像法检测外墙面砖空鼓的结果来看，面砖空鼓主要出现在建筑的东、西（含东北及西北）立面，基本为铺贴面积较大且基层为混凝土墙的红色外墙砖。E栋存在较多处外墙面砖明显空鼓及粘结不良。

从现场检测的外墙面温度值来看，在同样朝向、位置及日照条件下，基层为混凝土墙的墙面温度比加气砌块的墙面温度低1~2度，在同样朝向、位置、基层及日照条件下，饰面砖为红色的墙面温度比米黄色的墙面温度高2~3度。

5、外墙面砖受力情况分析

从外墙饰面砖受力分析来看，外墙饰面各层均存在由于外层材料及本层材料由于自重产生的向下剪力。而在温度变化作用下，外墙饰面各层均存在由于材料温度变形产生的平行于墙面的温度剪应力，而沿垂直墙面方向，由于存在温度梯度变化，内外层之间均存在温度变形差。特别是在日照比较充分的西立面及东立面，且吸热系数较大的红色饰面砖，基层为导热能力相对加气砌块较好的混凝土，温度梯度及温度剪应力差别更加明显。在较大面积的饰面砖外墙限制下，饰面砖沿墙面的变形受阻明显，饰面砖墙面内部产生较大的温度剪应力。而在各层的交界面中，防水层的界面粗糙度相对低，沿墙面的抗剪能力也较弱，因此该层界面容易产生剪切破坏，从而产生空鼓及脱落。

综上所述，外墙面砖脱落的原因主要是E栋的防水层界面在温度变形下的抗剪能力较弱，在日照比较充分的西立面及东立面（含东北及西北立面），大面积的深色外墙面砖内的温度剪应力无法有效释放，当温度剪应力超过防水层界面的抗剪能力时便产生空鼓和脱落。

3 结论

红外成像检测方法的使用，使得建筑外墙的检测验收逐步变得客观公正，解决了以前仅凭肉眼观察、人工敲击等有限的局部试验进行判断，检测量有限、代表性不足等问题。从技术上来说，红外热成像检测技术具有检测灵敏度高、检测结果可靠性好等优势；从成本上来说，其具有检测覆盖范围广、无损、检测效率高等优势；同时还具有非接触的特点，可有效避免检测中的安全事故，是工程检测技术领域中的跨越式进步。该技术除了可应用于外墙质量的检测外，还可应用于高压线路电缆的损伤检测、沥青路面摊铺质量的现场实时监测、渗水检查等多个领域。

参考文献

[1]红外热像法检测建筑外墙饰面层粘结缺陷技术规程CECS 204-2006北京中国计划出版社，2006

[2]红外热像法检测建筑外墙饰面粘结质量技术规程JGJT 277-2012北京中国建筑工业出版社2012

[3]《外墙饰面砖工程施工及验收规程》（JGJ 126-2015）北京中国建筑工业出版社2015